【題目】如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MNPQ長度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長,電阻忽略不計。

1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加大小為F的水平恒力,請指出力F的方向并求出單匝金屬線圈里磁通量的變化率;

2)斷開S,PQ在上述恒力F的作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程中金屬棒PQ上產(chǎn)生的熱量。

【答案】12

【解析】

1)設(shè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得

設(shè)PQMN并聯(lián)的電阻為R,有:

R

閉合S后,設(shè)線圈中的電流為I,方向為逆時針方向,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:

設(shè)PQ中的電流為IPQ,QP,則

設(shè)PQ受到的安培力為F,方向向左,有:

F=BIPQl

保持PQ靜止,根據(jù)平衡條件可得

F=F

方向向右,聯(lián)立解得

2)設(shè)PQ由靜止開始到速度大小為v的過程中,PQ運(yùn)動的位移為x,所用的時間為t,回路中磁通量的變化為△Φ,平均感應(yīng)電動勢為

其中

△Φ=Blx

PQ中的平均電流為

根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可得:

根據(jù)動能定理可得

根據(jù)功能關(guān)系知

Q=-W

聯(lián)立解得:

金屬棒PQ上產(chǎn)生的熱量

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運(yùn)動,時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標(biāo)。甲車以的速度做勻速直線運(yùn)動;乙車以的初速度作勻減速直線運(yùn)動,經(jīng)20s停止。關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說法正確的是  

A. 內(nèi)兩車逐漸靠近B. 內(nèi)兩車的位移不相等

C. 時兩車相距最遠(yuǎn)D. 時兩車在公路上相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一水平光滑、距地面高為h、邊長為a的正方形MNPQ桌面上,用長為L的不可伸長的輕繩連接質(zhì)量分別為A、B兩小球,兩小球在繩子拉力的作用下,繞繩子上的某點O以不同的線速度做勻速圓周運(yùn)動,圓心O與桌面中心重合,已知,,,a2.1m,h1.25m,A球的速度大小,重力加速度g,求:

1)繩子上的拉力F以及B球的質(zhì)量mB;

2)若當(dāng)繩子與MN平行時突然斷開,求兩小球分別落至地面時,落點間的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在原高中物理教科書中,有一張用頻閃相機(jī)拍攝小球做自由落體運(yùn)動的圖片。已知頻閃相機(jī)每間隔0.1s拍攝一次。如圖所示是圖片的一部分。從圖片中可以得到AB的距離為33.15cm,BC間的距離為42.94cm。則小球從A下落到B(或從B下落到C)的時間為_____________s.。在拍攝小球運(yùn)動到B點時,小球的速度為_____________m/s.。不計空氣阻力,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=_____________m/s2 (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)先后用多用電表和伏安法測量一個未知電阻Rx的阻值。

(1)該同學(xué)選用倍率為“×100”的電阻擋時,指針位置如圖甲所示;他應(yīng)選用倍率為___(填“×1”“×10”)的電阻擋再次測量,當(dāng)其選擇合適的倍率后,指針位置如圖乙所示,則所測電阻的阻值為____Ω;

(2)為更精確測量其阻值,該同學(xué)采用了伏安法。實驗室備有下列實驗器材:

a.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約為15kΩ);

b.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約為75kΩ);

c.電流表A1(量程250mA,內(nèi)阻約為0.2Ω);

d.電流表A2(量程50mA,內(nèi)阻約為);

e.滑動變阻器R(最大阻值150Ω);

f.電池組E(電動勢為3V,內(nèi)阻不計);

g.開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

為減小實驗誤差,電壓表應(yīng)選用___,電流表應(yīng)選用___(填器材前面的序號),實驗電路應(yīng)選___(填圖丙圖丁)。若該同學(xué)選擇器材、連接電路等操作均正確,則電阻的測量值___(填大于”“小于等于)其真實值,原因是___________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲同學(xué)用手拿著一把長50cm的直尺,并使其處于豎直狀態(tài);乙同學(xué)把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備。某時刻甲同學(xué)松開直尺,直尺保持豎直狀態(tài)下落,乙同學(xué)看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值為20cm;重復(fù)以上實驗,乙同學(xué)第二次手抓住直尺位置的刻度值為10cm。直尺下落過程中始終保持豎直狀態(tài)。若從乙同學(xué)看到甲同學(xué)松開直尺,到他抓住直尺所用時間叫反應(yīng)時間,取重力加速度g=10m/s2。則下列說法中正確的是( )

A. 乙同學(xué)第一次的反應(yīng)時間比第二次長

B. 乙同學(xué)第一次抓住直尺之前的瞬間,直尺的速度約為4m/s

C. 若某同學(xué)的反應(yīng)時間大于0.4s,則用該直尺將無法用上述方法測量他的反應(yīng)時間

D. 若將尺子上原來的長度值改為對應(yīng)的反應(yīng)時間值,則可用上述方法直接測出反應(yīng)時間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示的真空空間中,僅在正方體中的黑點處存在著電荷量大小相等的點電荷,則圖中a、b兩點電場強(qiáng)度和電勢均相同的是

A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2019111111分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭,成功將中星2D”衛(wèi)星發(fā)射升空,升空后的衛(wèi)星能量補(bǔ)給主要靠太陽能電池.硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點.如圖所示,圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象,圖線b是某純電阻電器的U- I圖象.則在該光照強(qiáng)度下,把該電池和該電器組成一個電路時,電池的( )

A.內(nèi)阻為5.5

B.輸出功率為12.5 W

C.內(nèi)耗功率為0.22 W

D.效率為50%

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為折射率的扇形玻璃磚截面,一束單色光照射到面上的點,在點折射后的光線平行于。已知點是的中點,點是延長線上一點,°

①求入射光在點的入射角;

②通過計算判斷光射到弧能否從弧射出。

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